divisor dE tEnsión OBJETIVO UE3020340 FUNDAMENTOS

E lectricidad /
T rans p orte de carga y corriente
UE3020340
Divisor de tensión
UE3020340
F UNDA ME N T O S GE NE R A L E S
E VA L U A CIÓN
En el caso más sencillo, un divisor de tensión está formado por una
conexión en serie de dos resistencias óhmicas, con las cuales una tensión total se divide en dos tensiones parciales. Se habla de un divisor de
tensión cargado cuando además es necesario considerar una resistencia
de carga. Se calculan las corrientes y tensiones parciales como en cualquier conexión en serie o en paralelo, aplicando las leyes de Kirchhoff.
En el caso del divisor de tensión sin carga la tensión parcial U2 alcanza
el valor de la tensión total U, cuando R2 es mucho mayor que R1 y llega
al valor cero cuando R2 se hace muy pequeña.
En el caso del divisor de tensión cargado con resistencias de carga grandes la resistencia en paralelo RP = R2 y la tensión parcial U2 se obtienen
a partir de (3). Se da una diferencia muy grande con respecto al divisor
de tensión sin carga se da con resistencias de carga muy pequeñas.
Aquí se da que RP = RL, porque la corriente fluye principalmente por la
resistencia de carga y la tensión parcial U2 toma valores muy pequeños
independientemente de R2.
En un divisor de tensión sin carga, la resistencia total se expresa como
(ver Fig. 1)
R = R1 + R2
(1)
Por ambas resistencias fluye la misma corriente:
U2 / V
I=
(2)
U
10
R1 + R2
8
U: Tensión total
6
En la resistencia R2 cae por lo tanto la tensión parcial:
(3)
TA RE A S
Mediciones de tensión y corriente en un divisor de tensión sin carga y en uno cargado
• Mediciones de tensión y corriente en
un divisor de tensión sin carga con
resistencia total R1 + R2 constante.
• Mediciones de tensión y corriente
en un divisor de tensión cargado
en dependencia de la resistencia de
carga RL.
RE S UME N
En el caso más sencillo, un divisor de tensión está formado por una conexión en serie de dos resistencias óhmicas, con las cuales una tensión total se divide en dos tensiones parciales. Se habla de un divisor de tensión cargado cuando además es necesario considerar una resistencia de carga. Se calculan
las corrientes y las tensiones parciales como en cualquier conexión en serie o en paralelo, aplicando
las leyes de Kirchhoff. En el caso de un divisor de tensión sin carga o en vacío, la tensión parcial varía
entre cero y el valor de la tensión total. Se tiene una diferencia muy grande se tiene en el caso de un
divisor de tensión cargado con resistencias de carga muy pequeñas. Aquí la tensión parcial asume
valores muy pequeños independientes de la tensión parcial.
112
U2 = I ⋅RP = U ⋅
(5)
Placa enchufable p. componentes electro.
1012902
1
Resistencia 47 Ω, 2 W, P2W19
1012908
2
Resistencia 100 Ω, 2 W, P2W19
1012910
1
Resistencia 150 Ω, 2 W, P2W19
1012911
1
Resistencia 470 Ω, 2 W, P2W19
1012914
1
Potenciómetro 220 Ω, 3 W, P4W50
1012934
1
Fuente de alimentación CC, 0 – 20 V, 0 – 5 A (230 V, 50/60 Hz)
1003312
Fuente de alimentación CC, 0 – 20 V, 0 – 5 A (115 V, 50/60 Hz)
1003311
2
Multímetro analogico AM50
1003073
1
Juego de 15 cables de experimentación, 75 cm, 1 mm²
1002840
0
100
200
300
R2 / Ω
400
500
Fig. 3: Tensión parcial U2 en dependencia de la resistencia parcial R2 en
el divisor de tensión sin carga
8
En el experimento se monta el divisor de tensión sin carga compuesto
de las resistencias discretas R1 y R2, aplicando para R2 diferentes valores.
Alternativamente se utiliza una unidad de potenciómetro en la cual la
resistencia total R1 + R2 obligatoriamente permanece constante y la resistencia parcial R2 se determina por la posición del cursor intermedio. La
fuente de tensión entrega una tensión constante U, la cual permanece
invariable a lo largo de todo el experimento. Se miden cada vez las tensiones y las corrientes parciales.
6
4
2
0
05
0
100
150
200
250
R/Ω
Fig. 4: Tensión parcial U2 en dependencia de la resistencia parcial R2 en
el divisor de tensión sin carga con resistencia total R1 + R2 constante
U2 / V
10
I
I
8
R1
U1
R1
U1
6
IL
U
4
U
o
2
R2
U2
R2
U2
RL
0
Fig. 1: Esquema de cableado del
divisor de tensión sin carga
3B Scientific® Experiments
RP
R1 + RP
Articulo N°
1
0
U2 / V
10
Para la tensión parcial U2 se aplica ahora:
E q uip o re querido
1
R ⋅R
RP = 2 L
R2 + RL
(4)
Número Aparato
2
En el caso del divisor de tensión cargado se debe considerar además la
resistencia de carga RL (ver Fig. 2) y la resistencia R2 en las ecuaciones de
arriba se substituye por:
OBJETIVO
• Mediciones de tensión y corriente
en un divisor de tensión sin carga
en dependencia de la resistencia
parcial R2.
4
R
U2 = I ⋅R2 = U ⋅ 2
R1 + R2
Fig. 2: Esquema de cableado del
divisor de tensión cargado
0
200
400
600
RL / Ω
800
Fig. 5: Tensión parcial U2 en dependencia de la resistencia de carga RL en
el divisor de tensión cargado
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